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1、2007年度建设集团管道公司技术质量交流会材料长输管道双管同沟敷设施工工法作者： 大庆油田建设集团管道公司技术发展部2006年12月长输管道双管同沟敷设施工工法前言西部管道工程要求813mm原油管道和559mm成品油管道双管同沟敷设，在我国管道建设史上尚属首创，双管同沟敷设存在一定的施工难度，这是对技术管理工作前所未有的施工挑战和学习机遇，为了适应新环境条件的需要，研究及总结西部管道工程双管同沟敷设施工工法是非常必要的。1 工法特点1.1本工法实用性强，施工工艺简单，工序衔接紧，工效高，经济实用，操作方便，易于掌握，对周围环境影响减少到最小。1.2根据不同地形地质条件，合理选择适宜的双管同沟敷
2、设技术方案，减少不必要的工序,提高施工进度，有利于施工组织，保证施工质量。2.3采用常规的管道施工设备，即可满足双管同沟敷设施工需要，提高了设备综合利用率。2 适用范围该工法适用于大管径管道双管同沟敷设的施工，并且满足数字化管道等高技术含量要求的管道施工任务。满足了生产施工的正常、有效运行，便于组织安排不同的施工方案或组合方案来适应不同的地形地质条件要求，从而高效率的完成施工任务。3 工艺原理本工法经工程技术人员研究讨论，遵循相关的标准规范、设计要求及管道机械化施工流程，通过对西部管道实践情况的深入总结，在施工过程中，逐步形成沟上组焊吊管下沟、沟下组焊一次成型、单管沟下单管沟上组焊和单管单沟四
3、套施工工艺。双管敷设沟上组焊就是在管沟上面完成原油、成品油管线焊接，然后再用吊管机下沟；双管敷设沟下组焊就是先将管沟开挖好，然后在管沟内完成原油、成品油管线布管焊接，管道一次就位成型，无需下沟作业程序；单管沟下单管沟上组焊就是先将管沟开挖好，原油、成品油管线分别在沟上、沟下布管焊接；单管单沟是在单管焊接完成后，开挖单沟并下沟回填，后续的施工中再开挖另一半管沟。通过实践发现，双管敷设沟上组焊这种施工技术组焊作业方便，等同于传统的沟上组焊，焊接速度快，缺点是吊管下沟时管线挪动次数多，存在一定的安全风险。双管敷设沟下组焊技术省略了下沟工艺，管道直接就位，可直接完成弯管和弯头连接，减少了连头工作量，但
4、缺点是施工设备搬运频繁、焊接速度慢。4 工艺流程及操作特点4.1长输管道施工流程长输管道施工流程见图4.1，该流程适用于平坦地段长输管道施工中组织机械化流水作业，另外对于其他的地质地形条件，需要局部调整该流程。冷弯管预制阀室施工准备工作组 焊测量放线施工便道修筑管口清理作业带平整分段连通回填通球、试压竣工验交连 头防腐管运输无损检测布 管补口补伤下 沟管沟开挖复测、修整公路、河流穿越调试投产阴极保护水工保护三桩埋设地貌恢复三桩埋设图4.1 长输管道施工流程图4.2施工方案通过技术论证，结合施工经验，针对不同施工地形地质条件对双管焊接和双管下沟方法进行选择，主要采取了以下四套施工方案：4.2.1
5、双管同沟敷设沟上组焊在相对平坦的戈壁地段、农田地段和沙漠地段采用双管同沟敷设沟上组焊工艺较为合理。4.2.1.1双管敷设沟上平行布管组焊在进行双管沟上组焊工艺时，双管沟上组焊按管道机械化施工流程组织作业，根据不同情况，选择先行焊接813mm管道或先行焊接559mm管道，但管线布置的原则是减少大口径管线下沟距离。因此根据两种管道的管径和重量确定813mm管道靠近管沟一侧：559mm管道在沟下位于管道顺油流方向右侧，同时重量轻、管径小，吊管机趴杆角度可以达到35-45，因此可以使用吊管机一次吊装到位；因813mm管道靠近管沟，也可以一次就位。如果559mm管道靠近管沟，则因813mm管道管径大，吊
6、管机不能趴杆到位，直接导致559mm管道需要沟下二次调整，增加了吊管机起吊次数。双管敷设沟上平行组焊施工平面布置见图4.2.1-1，要求813mm机组与559mm机组施工间距控制在1km以上。双管沟上平行组焊下沟程序见图4.2.1-2、图4.2.1-3、图4.2.1-4及图4.2.1-5。559机组813机组9m宽堆土区5m宽管沟带27米宽施工作业带13 m宽设备行走区0km 1 km 2 km 图4.2.1-1 双管沟上平行组焊平面布置图图4.2.1-2 管道施工作业带断面示意图施工作业带宽度27m13m1m作业带边线作业带边线管中心线图4.2.1-3 813mm管道下沟就位示意图施工作业带
7、宽度27m1m作业带边线作业带边线图4.2.1-4 559mm管道沟上调整示意图施工作业带宽度27m1m作业带边线作业带边线图4.2.1-5 559mm管道下沟就位示意图施工作业带宽度27m1m作业带边线作业带边线4.2.1.2双管敷设沟上单排同向布管组焊先进行559mm管道沟上组焊，559mm管道下沟后，再进行813mm管道沟上组焊。实际上是两条管道先后在同一管墩上进行施工，与传统的沟上组焊没有多大的区别。两个机组相隔5km向前推进施工，559机组在先，813机组在后进行沟上组焊；管道补口合格后，每5km管段下沟一次。施工机组平面布置如图4.2.1-6。813机组9m宽 堆土区5m宽 管沟带
8、 图4.2.1-6 双管沟上单排同向组焊平面布置图27米宽施工作业带13 m宽设备行走区0km 5 km 10 km559机组本施工工艺对作业机组组织施工比较容易，但需要合理组织和调度；满足总体进度的要求，管敦二次利用；559mm管道完成5km管段下沟后，后续813机组及时到位，进行沟上组焊，避免管沟长时间不能回填。4.2.1.3双管敷设沟上相向布管组焊标段任务区间内，两个机组从两端向中间施工作业，以9km左右为一区间，即：813机组从0-4km进行沟上组焊，559机组从9-4km进行沟上组焊；各自组焊完成，无损检测和补口合格后，进行下沟作业；之后两机组继续向前施工，直到该区间管段全部完成，再
9、转移新的区间施工。施工机组平面布置详见图4.2.1-7。813机组9m宽 堆土区5m宽 管沟带 图4.2.1-7 双管沟上相向组焊平面布置图27米宽施工作业带13 m宽设备行走区0km 4 km 9 km559机组本施工工艺在合理的区间内，559mm管道和813mm管道组焊，基本在接头处同步完成，下沟后各自继续向前组焊，管墩二次利用，能满足总体进度的要求。4.2.1.4管线下沟根据布管及预制管线位置，先进行靠近管沟大口径管线的下沟就位，然后进行另一条管线的下沟。远离管沟的管线需进行一次倒管。下面就81311mm管道下沟过程，通过公式计算以及吊管机性能曲线进一步说明此方案，引用81311mm管道
10、下沟鸟瞰图，如下图4.2.1 -8，图中实线为起吊位置，图中虚线为下沟就位。具体尺寸详见A-A向断面图：管沟深度3.0m、管沟坡度1：0.33。L28942894图4.2.1-8 813mm管道下沟俯视图AA2894333052003330246550681：0.333000A-A向 断面图5005001000559500813559500因为813mm管道下沟后一次就位，下沟前后吊管机处于两种状态，其摆幅分别为2.465m、5.068m。根据摆幅尺寸查阅吊管机的起吊性能曲线图4.2.1-9，得出起吊工作载重分别为23t、9t。7060504030201001234567吊杆摆幅（m）起吊重量
11、（t）最大起吊性能曲线工作性能曲线图4.2.1-9 吊管机起吊性能曲线经分析起吊工作载重越小对起吊管道长度限制越小，计算得到81311mm管道重量分布为217.66kg/m，根据以上几项已知条件，得出吊管机起吊管道过程中，最大净间距为L=91000/217.66=41.6m。通过以上公式计算过程，分别得出81311mm、81312.5mm和81314.2mm管材吊管下沟最大净间距见表4.2.1。表4.2.1 吊管下沟最大净间距序号管道规格（mm）最小工作载重（t）允许吊装净间距（m）181311941.3281312.5936.4381314.2932.1允许吊装净间距是吊管机间最大距离，根据
12、吊装现场地形、气候及标准SY0401-98要求，调整吊管机间距24m。4.2.2双管敷设沟下组焊双管敷设沟下组焊工艺适合在含土量极少地形起伏较大的戈壁地段、河流穿越、峡谷、冲沟和山区地段等施工作业。当双管沟下组焊时，先进行559mm管道的组焊，后进行813mm管道的组焊。施工机组平面布置见图4.2.2。813机组9m宽 堆土区5m宽 管沟带 图4.2.2 双管沟下平行组焊平面布置图27米宽施工作业带13 m宽设备行走区0km 1 km 2 km559机组施工难点为如何保证沟下施工人员安全，如何保证单管施工就位准确，如何保证559mm管道在热胀冷缩条件下不偏移原位置。为解决此问题，采取了加宽作业带，增加降坡量，管道靠近管沟中心焊接，防腐完成后用吊管机调整就位、管道就位后用土袋压覆防止管道温差变形等措施。4.2.3单管沟下、单管沟上组焊单管沟下、单管沟上组焊工艺适合于在相对平坦、含土量少的地段施工。按图4.2.3布置施工机组进行单管沟下、单管沟上组焊工艺时，沟下进行559mm管道的组焊，沟上进行813mm管道的组焊。沟下管道焊接防腐完毕后，利用吊管机调整管线位置使其就位，撤出垫管编织袋。两管下沟时间间隔较长时，对已就位管线先进行局部回填、压载。沟上管线施工完毕后，直接采用吊管机下沟就位。由于559机组焊接综合进度优于813机组，可以满足总体进度要求。
